专利名称：一种立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于对物料进行细磨的机械设备，尤其是涉及一种兼有立式 螺旋搅拌磨机的磨矿功能和浮选柱的泡沫浮选功能的磨矿浮选一体化设备。
背景技术：
磨矿和浮选是铝土矿等矿物选矿工艺中的关键环节，也是影响选矿成本和选矿指 标的最主要因素。传统选矿工艺一般是采用卧式球磨机进行磨矿，磨出的矿浆先经螺旋分 级机或旋流器分级，粗粒度矿浆返回球磨机重磨，细度达到规定分级要求的矿浆再送入浮 选机或浮选柱进行浮选作业，从中选出有用矿物。为提高资源回收率，浮选作业一般都要求 将矿物磨至微米级的细度。而卧式球磨机由于主要靠冲击力磨碎矿物，在进行矿物细磨时， 效率低，能耗高。一般磨矿作业的能耗占选矿总能耗的40 60%。并且传统选矿工艺流程 比较长，设备多，占地面积大。随着国内冶金业的快速发展，铝土矿等矿物资源的供需矛盾 日益严重，高品位优质矿石越来越少，选矿的作用日益突出。因此，进一步研究开发高效低 耗的选矿工艺和设备十分必要。磨矿设备种类很多，有球磨机、棒磨机、锤磨机、盘磨机、辊碾磨、振动磨、气流磨、 搅拌磨等。搅拌磨是适用于物料细磨的一种磨矿设备。早在19 年Klein与Szegvari 提出搅拌磨机的基本原理，使用搅拌器和球形介质研磨物料，从而揭开了搅拌磨历史。搅 拌磨机主要由一个静止的筒体和一个旋转的搅拌器组成。磨机筒体内充满小直径，主要通 过搅拌器搅动磨矿介质(球)和物料产生运动，通过磨擦，剪切和少量冲击磨碎物料。搅 拌磨按搅拌器的形状可分为棒式、盘式、螺旋式等。1953年，日本KiAata TowerMill公 司的河端重胜博士发明了一种立式螺旋搅拌磨，称作塔式磨矿机(Tower mill)，在冶金、 黄金、水泥和化工等部门应用，效果较好。1979年美国MPSl公司引进日本塔式磨矿机专 利生产立式搅拌磨。应用在黄金冶炼工艺中，将磨矿和氰化浸出在塔式磨矿机内一步完 成，可大大简化流程，降低能耗。中国专利ZL96225373. 1 “一种高效节能塔式磨矿机”中 描述的塔式磨矿机进一步优化了黄金氰化浸出工艺，减小了选用的主电机功率。中国专利 ZL01128101 “一种可实现边磨矿边浮选的塔式磨矿浮选机”中描述的塔式磨矿浮选机，是在 中国专利ZL96225373. 1“一种高效节能塔式磨浸机”的基础上改进而成。但是，该专利所描 述的塔式磨矿浮选机存在显著的缺点。首先，该专利的搅拌螺旋为悬臂式支撑，由于悬臂轴 很长，因此需要增加轴径以满足搅拌轴有足够的强度。同时，上部支撑轴承的间距也要求增 大。因此，使机体高度大大增加。其次，该专利所描述的塔式磨矿浮选机的转速是固定的， 从而限制了通过调节转速，提高设备的适应性和生产效率。再则，该专利主要针对黄金生产 作业的特点进行设计，对铝土矿等类型矿物的选矿作业缺乏针对性。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备。 该设备兼有立式螺旋搅拌磨机的磨矿功能和浮选柱的泡沫浮选功能，在磨矿的同时，实现物料的浮选。上述目的是通过下述方案实现的一种立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备，该设备由立式筒体、螺旋式搅拌器和驱 动机构组成，所述驱动机构带动所述螺旋式搅拌器在所述立式筒体内转动，所述筒体的下 部为磨矿区、上部为浮选分离区，所述螺旋式搅拌器位于所述磨矿区，并且所述磨矿区内填 充有磨矿介质，所述磨矿区下部设有进矿管和尾矿输出管，在所述磨矿区的侧壁中部设有 进水管，所述进水管上接有选矿药剂管，所述磨矿区的侧壁下部设有放料口，所述筒体底部 设有进水口和压缩空气进口，其特征在于所述螺旋式搅拌器的传动轴为双端轴承结构，传 动轴两端的上轴承和下轴承分别固定在所述筒体上部的轴承支架上和所述筒体底部。根据上述一体化设备，泡沫出口开设在所述筒体侧壁的上部，所述泡沫出口外部 的筒体侧壁上焊接有泡沫收集槽。根据上述一体化设备，其特征在于，所述筒体由上盖、筒壁、筒底构成，所述上盖为 空腔夹层结构，上部设有喷淋水进口，下部均布有喷水嘴。根据上述一体化设备，其特征在于，所述驱动机构由变频调速电动机、减速机和电 控系统组成，所述电动机带动所述减速机转动，所述减速机带动所述螺旋搅拌器转动。根据上述一体化设备，其特征在于，在所述传动轴的上部，与所述泡沫出口对应的 位置安装有刮板。根据上述一体化设备，其特征在于，所述螺旋式搅拌器的螺旋为双螺旋结构。根据上述一体化设备，其特征在于，所述下轴承镶嵌在固定于所述筒体底部的迷 宫式水密封装置的下密封体内。根据上述一体化设备，其特征在于，所述磨矿介质为耐磨钢球。根据上述一体化设备，在所述筒体的侧壁的下部位置设有检修门，所述检修门和 所述筒体的侧壁之间用螺栓固定。该设备可广泛用于铝土矿等矿物的浮选作业以及其它行业和其它领域的磨矿、分 级和选矿作业。具有结构简单，功能齐全，占地面积小，工作效率高，能耗低，适用范围广等 优点。
图1是本实用新型的立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备的剖视图；图2是本实用新型的立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备运行时的示意图。
具体实施方式
本实用新型所提供的立式螺旋搅拌磨浮机主要由筒体、驱动机构、螺旋式搅拌器 及其支撑机构等组成。如附图1所示。筒体为直立放置的圆柱形空筒，由上盖(9)、筒壁(17)、筒底05)构成。上盖(9) 为空腔夹层结构，上部设有喷淋水进口(7)，下部均布有喷水嘴(10)。上盖(9)、与筒壁(17) 之间靠法兰联结，用紧固螺栓(8)固定。在筒壁(17)的上部位置开有泡沫出口(13)，泡沫出 口(1 外部的筒壁(17)上焊接有泡沫收集槽(1 。在筒壁(17)的腰部位置设有进矿口 (36)和尾矿输出管(16)。在高度方向上，尾矿输出管(16)的下沿平面B比进矿口(36)的 下沿平面C高200mm左右。在环向上，进矿口(36)和尾矿输出管(16)按顺时针相差90° 左右。尾矿输出管(16)的上沿平面A比泡沫出口(1 的下沿平面低IOOmm左右。在筒壁(17)的中下部位置设有进水管(37)，进水管(37)上接有选矿药剂管(36)。在筒壁(17)的 下部位置设有检修门(20)，检修门(20)和筒壁(17)之间用螺栓(18)固定。在筒壁(17) 的最下部位置设有放料口( )，并且用闷盖(30)密封，螺栓08)固定。在筒底0 上设 有进水口、2Τ)和压缩空气进口(沈)，进水口、2Τ)位于筒底05)的中心位置。压缩空气进 口 06)有4个，沿筒底05)的中心周向均布。驱动机构由变频调速电动机(1)、减速机( 和电控系统(39)组成。螺旋式搅拌 器由中心轴(19)、螺旋(32)、上轴承0)、下轴承0 组成。螺旋式搅拌器的上轴承(4)安 装在上盖(9)上的上轴承支架(6)内，下轴承0 镶嵌在固定于筒底0 上的迷宫式水密 封装置的下密封体03)内。中心轴(19)与筒体的轴线重合。螺旋(32)由螺旋管(31)和 焊接在螺旋管上的螺旋叶片构成。螺旋管(31)内和中心轴(19)上开有键槽，螺旋管(31) 套装在中心轴(19)上，靠键联结实现周向定位。迷宫式水密封装置的上密封体的内 孔为螺纹孔，在中心轴(19)上的相应位置也有螺纹，二者靠螺纹联结固定。且螺纹旋向与 螺旋(32)的旋向相反。在中心轴(19)的上部，与泡沫出口(13)对应的位置安装有刮板 (15)，用于将泡沫刮到泡沫收集槽(12)内。螺旋(32)为双头螺旋。螺旋(32)的外径与筒壁(17)之间留有间隙，间隙尺寸δ =3dmax，其中dmaX为磨矿介质(球)(33)的最大球直径。磨矿介质(球)(33)是磨矿的 主要研磨物质，一般采用耐磨钢球。其添加量以螺旋式搅拌器以工作转速转动时，钢球能淹 没螺旋(32)的上端面为宜。迷宫式水密封装置依靠由内向外流动的水流阻挡矿浆进入下轴承22。因此，从进 水口 07)进入的水流应保持压力稳定，且压力应大于筒体底部的矿浆静压力和迷宫内水 流阻力之和，以保证水流持续稳定地由内向外流动。如附图2所示，本实用新型所提供的立式螺旋搅拌磨浮机的工作原理是通过在 筒体下部的磨矿区进行磨矿和选矿药剂的混合以及生成微小气泡，利用矿浆中的粗细矿粒 自然分级的特点和柱塞流静态浮选的原理，在筒体上部的浮选分离区进行微泡浮选，从而 实现磨矿和浮选的一体化作业。具体来讲是通过以下方式实现的，g卩由电控系统(37)调 节变频调速电动机(1)，该电动机(1)带动减速机( 转动，减速机( 通过联轴器(3)带 动螺旋式搅拌器转动。磨矿介质(球)(3 和物料在螺旋式搅拌器的带动下，被不断地向 上推升，又从螺旋(3 和筒壁(17)的间隙下落，循环往复，周而复始。同时磨矿介质(球) (33)和物料之间还相互冲击、挤压、摩擦、揉搓，从而使物料被磨碎。由于磨机内的料浆在高 度方向存在压差，料浆中的粗细矿粒会自然分级，细矿粒会上浮，粗矿粒会下沉。从而形成 自下而上，矿粒分布逐级变细的状况。而下沉的粗矿粒在磨矿区又会被继续磨细。由于物 料和水的持续进入，磨细的矿浆将会缓慢上升，进入浮选分离区，直至充满筒体后溢出。在 磨矿的同时，由底部进入的压缩空气也被粉碎成微小气泡，并与矿物颗粒随机碰撞。在选矿 药剂的作用下，有用矿物被气泡扑获并被带动随气泡上浮，到达浮选区上部，形成泡沫层， 在刮板(15)的推动下，从泡沫出口(13)中溢出到泡沫收集槽(12)中，作为选精矿进行回 收。而尾矿则从尾矿输出管(16)溢出。工作时，先打开进水口 07)的进水阀门，向迷宫式水密封装置内通入密封用水。 再打开压缩空气进口 06)的进气阀门，通入压缩空气。然后打开进水管(35)的进水阀门， 待进水淹没磨矿介质(球)(3 后，低速启动电动机，并逐渐提高转速到最佳转速。检查各部位运转正常后，开动喂料装置，从进矿口(36)勻速进料。之后，打开进水管(35)的进水 阀门和选矿药剂管(34)的进药阀门，并调整到合适的流量。待矿浆(34)缓慢上升，进入浮 选分离区，并产生泡沫(39)后，打开喷淋水进口(7)的进水阀门，调整到合适流量。然后， 便可进入正常生产状态。本实用新型所提供的立式螺旋搅拌磨浮机具有以下显著特征1、将立式螺旋搅拌磨和柱塞流静态浮选柱巧妙地组合在一起，集磨矿和浮选功能 于一体，在磨矿的同时，实现物料的浮选。2、主要由筒体、驱动机构、螺旋式搅拌器及其支撑机构等组成。3、筒体为直立放置的圆柱形空筒。上盖有喷水装置。筒壁上部位置开有泡沫出 口，筒壁腰部位置设有进矿口和尾矿出口，筒壁的中下部位置设有进水管，筒底上设有进水 口和压缩空气进口。4、螺旋式搅拌器安装在圆柱形筒体内，与筒体同心。螺旋式搅拌器的传动轴为双 端支撑式轴承结构，上下轴承分别固定筒体上部的轴承支架上和筒底上。5、下部轴承依靠迷宫式水密封的保护，阻挡料浆进入对轴承造成的损坏。6、驱动机构的电机为变频调速电动机。可实现低速大扭拒启动，也可根据物料特 性和工况条件选择最适合的螺旋转速。7、在轴上泡沫出口对应的位置安装有刮板，用于将泡沫刮到泡沫收集槽内。8、筒体上盖上设有喷淋水装置，用于冲洗精矿中夹带的杂质。
权利要求1.一种立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备，该设备由立式筒体、螺旋式搅拌器和驱动 机构组成，所述驱动机构带动所述螺旋式搅拌器在所述立式筒体内转动，所述筒体的下部 为磨矿区、上部为浮选分离区，所述螺旋式搅拌器位于所述磨矿区，并且所述磨矿区内填充 有磨矿介质，所述磨矿区下部设有进矿管和尾矿输出管，在所述磨矿区的侧壁中部设有进 水管，所述进水管上接有选矿药剂管，所述磨矿区的侧壁下部设有放料口，所述筒体底部设 有进水口和压缩空气进口，其特征在于所述螺旋式搅拌器的传动轴为双端轴承结构，传动 轴两端的上轴承和下轴承分别固定在所述筒体上部的轴承支架上和所述筒体底部。
2.根据权利要求1所述的一体化设备，泡沫出口开设在所述筒体侧壁的上部，所述泡 沫出口外部的筒体侧壁上焊接有泡沫收集槽。
3.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于，所述筒体由上盖、筒壁、筒底构成， 所述上盖为空腔夹层结构，上部设有喷淋水进口，下部均布有喷水嘴。
4.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于，所述驱动机构由变频调速电动机、 减速机和电控系统组成，所述电动机带动所述减速机转动，所述减速机带动所述螺旋搅拌 器转动。
5.根据权利要求2所述的一体化设备，其特征在于，在所述传动轴的上部，与所述泡沫 出口对应的位置安装有刮板。
6.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于，所述螺旋式搅拌器的螺旋为双螺 旋结构。
7.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于，所述下轴承镶嵌在固定于所述筒 体底部的迷宫式水密封装置的下密封体内。
8.根据权利要求1所述的一体化设备，其特征在于，所述磨矿介质为耐磨钢球。
9.根据权利要求1所述的一体化设备，在所述筒体的侧壁的下部位置设有检修门，所 述检修门和所述筒体的侧壁之间用螺栓固定。
专利摘要本实用新型公开了一种立式螺旋搅拌磨矿浮选一体化设备，主要由筒体、驱动机构、螺旋式搅拌器及其支撑机构等组成。该设备将立式螺旋搅拌磨和柱塞流静态浮选柱组合在一起，集磨矿和浮选功能于一体，在磨矿的同时，实现物料的浮选。该设备的螺旋式搅拌器的传动轴为双端支撑式轴承结构，上下轴承分别固定筒体上部的轴承支架上和筒底上。该设备可广泛用于铝土矿等矿物的浮选作业以及其它行业和其它领域的磨矿、分级和选矿作业。
文档编号B03D1/14GK201862462SQ20102023451
公开日2011年6月15日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者史金东, 张建强, 陈兴华, 陈湘清 申请人:中国铝业股份有限公司